JP5058985B2 - Point preselection for fast deformable point-based imaging - Google Patents

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Description

本発明は、高速変形可能な点ベースイメージングのための点予備選択についての方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for point preselection for fast deformable point-based imaging.

放射線治療は、癌腫瘍といった病気をX線のような放射線を用いて治療するものである。病理組織への放射を施す過程で、健康な組織もいくらか放射線にさらされることになる。健康な組織が放射線にさらされることは、治療関連の合併症をもたらす可能性がある。従って、放射線の大部分がその病理組織に適用され、かつ周囲の健康な組織に最小限に適用されるよう、精密かつ正確に病理領域の輪郭を示すことが望ましい。   Radiotherapy treats diseases such as cancer tumors using radiation such as X-rays. In the process of applying radiation to the pathological tissue, some healthy tissue is also exposed to radiation. Exposure of healthy tissue to radiation can result in treatment-related complications. Therefore, it is desirable to accurately and accurately outline the pathological region so that most of the radiation is applied to the pathological tissue and minimally applied to the surrounding healthy tissue.

精密かつ正確に治療領域の輪郭を示すこと(計画ターゲットボリューム、別名PTV)は、分割治療(fractionated treatment)の間のそのターゲットの動きを組み入れる。動きは、患者の物理的な動き(セットアップエラー)、又は病理組織を含む内部組織の運動及び変形とすることができる。それらの運動及び変形は、心臓系、呼吸系及び消化系といった物理的機能によりもたらされるか、治療に対する反応の結果として得られる。従来の治療計画において、PTVは、患者集団の統計量に基づかれており、その結果、ターゲット領域があまりに大きいか又は不正確であることをもたらす。患者特有の動きを評価するために、病理組織及び周辺器官の幾何学的変化の3D描写を得るための時間期間にわたり、連続する画像が取られる。時間サンプリングは、4Dゲートイメージングを用いて例えば呼吸運動を監視する秒単位、若しくは日単位及び週単位、又はこれらの組み合わせで実行することができる。組み合わせとしては例えば、4Dゲートイメージング技術を用いる週に一度のイメージングなどである。放射線治療における3D画像の時間サンプルを一体化することは、一般的に画像誘導放射線治療(IGRT)又は適応放射線治療と呼ばれる。斯かる調整が、より正確なターゲット領域への放射線の適用を可能にする。   Precisely and accurately delineating a treatment area (planned target volume, also known as PTV) incorporates the movement of that target during fractionated treatment. The movement can be a physical movement of the patient (setup error) or a movement and deformation of internal tissues including pathological tissues. These movements and deformations are caused by physical functions such as the heart system, respiratory system and digestive system or are obtained as a result of response to treatment. In conventional treatment planning, PTV is based on patient population statistics, which results in the target area being too large or inaccurate. In order to assess patient-specific motion, successive images are taken over a period of time to obtain a 3D depiction of the pathological tissue and surrounding organ geometry. Time sampling can be performed using 4D gated imaging, for example in seconds, monitoring respiratory motion, or daily and weekly, or a combination thereof. Examples of the combination include once a week imaging using a 4D gate imaging technique. Integrating temporal samples of 3D images in radiation therapy is commonly referred to as image-guided radiation therapy (IGRT) or adaptive radiation therapy. Such adjustment allows for more precise application of radiation to the target area.

治療の間に生じる変形過程の定量的な測定は、IGRTにおける多くの用途において必要である。線量体積ヒストグラム(DVH)は、ターゲット領域及び危険な器官における線量分布を統計的に記述する治療の量を評価するための重要な手段である。DVHは従来単一の3D画像に基づかれている。4次元線量ヒストグラムを累積するため、ターゲット領域のボリュームエレメントと周囲の器官のボリュームエレメントとの空間的な対応が、すべての画像において計算される必要がある。これは、変形可能なレジストレーションにより行われることができる。腸におけるガス及び排せつ物といった運動及び塊運動によりもたらされる変化が原因で、ボクセルベースのレジストレーション方法は通常不効率である。なぜなら、その方法は、画像における対応する点をマッチさせることが非常に困難だからである。また、(例えば点又は表面間での)幾何学的な対応に基づくレジストレーション方法が使用されることができる。三角形の表面メッシュを注目領域の表面に自動的に変形させることにより、注目領域における構造体をきれいにセグメント化するのに、モデルベースのセグメント化方法が使用されてきた。もしこの技術がすべての画像におけるすべての構造に適用されると、適応されたメッシュの頂点は、基準対象物表面と画像化された対象物表面との間の対応する目印を規定する。その目印は整列され、画像におけるすべてのボクセルに対する変形フィールドが変形可能な点ベースのレジストレーション方法を用いて推定されることができ、結果として、画像における各ボクセルの動きを表すボリュメトリックな変形フィールドを生じさせる。   Quantitative measurement of the deformation process that occurs during treatment is necessary for many applications in IGRT. The dose volume histogram (DVH) is an important tool for assessing the amount of treatment that statistically describes the dose distribution in the target area and dangerous organs. DVH is traditionally based on a single 3D image. In order to accumulate a four-dimensional dose histogram, the spatial correspondence between the volume elements of the target area and the volume elements of the surrounding organs needs to be calculated in all images. This can be done by a deformable registration. Voxel-based registration methods are usually inefficient due to changes caused by movements and mass movements such as gas and excrement in the intestine. This is because it is very difficult to match the corresponding points in the image. Also, registration methods based on geometric correspondence (eg between points or surfaces) can be used. Model-based segmentation methods have been used to cleanly segment structures in a region of interest by automatically deforming a triangular surface mesh into the surface of the region of interest. If this technique is applied to all structures in all images, the apex of the adapted mesh defines a corresponding landmark between the reference object surface and the imaged object surface. The landmarks can be aligned and the deformation field for all voxels in the image can be estimated using a deformable point-based registration method, resulting in a volumetric deformation field that represents the motion of each voxel in the image. Give rise to

変形可能モデルは生物構造の重要な変形能力に適応する能力がある。しかながら、斯かるモデルは複雑である。通常、生体構造対象物に対して規定される頂点の量は、千の単位である。数千の頂点又は目印に基づく点ベースのレジストレーション技術を用いるボリュメトリック変形フィールドを計算することは、かなりの処理時間を必要とし、それは、臨床的な設定においては実現可能ではない。そのようなものとして、臨床的に受け入れ可能な時間期間内に生体構造対象物に対する推定されたボリュメトリック変形を提供することができる変形処理に対する必要性が存在する。   The deformable model has the ability to adapt to the important deformability of biological structures. However, such a model is complex. Usually, the amount of vertices defined for a anatomical object is in units of a thousand. Calculating volumetric deformation fields using point-based registration techniques based on thousands of vertices or landmarks requires significant processing time, which is not feasible in a clinical setting. As such, there is a need for a deformation process that can provide an estimated volumetric deformation for a anatomical object within a clinically acceptable time period.

本発明は、臨床的に受け入れ可能な時間期間内にボリュメトリックな画像対象物を生成する変形モデルに向けられる。その変形モデルは変形可能なレジストレーションにおいて使用されることになる、より少ない数の頂点を体系的に選択する。使用される頂点の数が少ないことは、受け入れ可能な処理時間を可能にする。使用される頂点の体系的な選択は、選択された頂点が、画像化される対象物の全体の表面にわたり分散することを与え、隣接する頂点によりもたらされるトポグラフィカルエラーを減らす。   The present invention is directed to a deformation model that produces volumetric image objects within a clinically acceptable time period. The deformation model systematically selects a smaller number of vertices that will be used in the deformable registration. The small number of vertices used allows for acceptable processing time. The systematic selection of vertices used provides that the selected vertices are distributed over the entire surface of the object being imaged, reducing the topographical error introduced by adjacent vertices.

1つの実施形態においては、選択された距離に基づき、対応する頂点ペアの数を減らすための方法が提供される。その方法は、頂点ペアの頂点間の距離に基づき、降順に対応する頂点ペアをソートする。最大距離を持つ対応する頂点ペアに最高の優先度が与えられる。選択された距離内にある対応する頂点ペアが除外され、それにより、変形可能なレジストレーションにおいて使用される対応する頂点ペアの数が減らされる。ある実施形態においては、選択された距離は、上記選択された対応する頂点ペアの頂点間の距離である。他の実施形態では、選択された距離は所定のものである。ある実施形態では、上記距離が変化されることができる。   In one embodiment, a method is provided for reducing the number of corresponding vertex pairs based on a selected distance. The method sorts the corresponding vertex pairs in descending order based on the distance between the vertices of the vertex pair. The corresponding vertex pair with the greatest distance is given the highest priority. Corresponding vertex pairs that are within the selected distance are excluded, thereby reducing the number of corresponding vertex pairs used in the deformable registration. In some embodiments, the selected distance is the distance between the vertices of the selected corresponding vertex pair. In other embodiments, the selected distance is predetermined. In some embodiments, the distance can be varied.

この明細書の一部に組み込まれ、本明細書を構成する対応する図面において、上記本発明の一般的な説明と共に、本発明の実施形態が図示される。以下の詳細な説明は、この発明の原理を説明するものとして機能する。当業者であれば、これらの実施形態が本発明を限定するものではなく、単に本発明の原理を組み込む例示を提供するに過ぎないことを理解されるであろう。   Embodiments of the present invention are illustrated in the corresponding drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, together with the general description of the invention described above. The following detailed description serves as illustrative of the principles of the invention. Those skilled in the art will appreciate that these embodiments do not limit the invention, but merely provide examples that incorporate the principles of the invention.

本書において開示される変形モデルは、臨床的に受け入れ可能な時間期間内にボリュメトリックな画像対象物を生成することを提供する。その変形モデルは、運動していることを示す画像化対象物の再構成を可能にする。上記変形モデルは、注目するターゲットの輪郭をより正確に示すことを可能にし、それにより、より正確な放射線治療を可能にする。この開示は、本発明の画像誘導放射線治療への適用可能性について論じるが、当業者であれば、開示される変形モデルが、他のイメージング処理及びモダリティにも等しく適用可能であることを理解されるであろう。特に、時間期間にわたり注目領域が運動していることを示すようなものに適用可能である。   The deformation model disclosed herein provides for generating volumetric image objects within a clinically acceptable time period. The deformation model allows the reconstruction of an imaging object that indicates that it is moving. The deformation model makes it possible to more accurately describe the contour of the target of interest, thereby enabling more accurate radiation therapy. Although this disclosure discusses the applicability of the present invention to image-guided radiation therapy, one skilled in the art will understand that the disclosed deformation model is equally applicable to other imaging processes and modalities. It will be. In particular, the present invention can be applied to the case where the attention area is in motion over a time period.

開示される変形モデルは、変形において使用される頂点数を少なくする方法を提供する。それにより、臨床的な使用に対する合理的な処理時間を可能にする。頂点を減らすことは、画像精度を低下させることなく処理時間を削減することを可能にするようなものでなければならない。この点に関して、本書で開示される変形モデルは、画像化される対象物の表面にわたり選択された頂点が分散されるような態様で、頂点を減らすことを提供する。選択された頂点は、表面のすべての部分を表現し、かつ近接して位置する目印の弾性的な点ベースのレジストレーションによりもたらされるトポロジカルな妨害(topological violation)を実質的に減らすよう十分離れて間隔を空けられる。   The disclosed deformation model provides a way to reduce the number of vertices used in the deformation. Thereby, it allows a reasonable processing time for clinical use. Reducing vertices must be such that it is possible to reduce processing time without reducing image accuracy. In this regard, the deformation model disclosed herein provides for reducing vertices in such a way that selected vertices are distributed across the surface of the object being imaged. The selected vertices represent all parts of the surface and are far enough away to substantially reduce the topological violations caused by the elastic point-based registration of closely located landmarks. Can be spaced.

本発明の1つの実施形態において、変形モデルは図4におけるステップ10で開始する。図1及び図2に示される膀胱のような対応する対象物の三角形表面メッシュのペアが、ステップ20で入力される。図4におけるステップ30では、三角形表面メッシュの各頂点の位置が頂点インデックスに記録される。多くの場合、対象物は同じ頂点数を持つが、この方法が実効的であるために、2つの対象物が同じ頂点数を持つ必要はないことに留意されたい。ステップ35において、2つの三角形表面メッシュでの個別の頂点がそれぞれマッチされ、結果として、対応する頂点ペアのセットを生じさせる。2つのメッシュが同一のトポロジを持つ場合、対応する頂点ペアが頂点のインデックスにより決定される。そうでない場合、対応する頂点が、例えば、ユークリッド距離の意味において最も近いものとして、頂点位置での表面法線に沿って最も近いものとして、又は他の方法を用いて決定されることができる。   In one embodiment of the invention, the deformation model starts at step 10 in FIG. Pairs of triangular surface meshes of corresponding objects such as the bladder shown in FIGS. 1 and 2 are input at step 20. In step 30 in FIG. 4, the position of each vertex of the triangular surface mesh is recorded in the vertex index. Note that in many cases objects have the same number of vertices, but it is not necessary for two objects to have the same number of vertices for this method to be effective. In step 35, the individual vertices in the two triangular surface meshes are each matched, resulting in a corresponding set of vertex pairs. If two meshes have the same topology, the corresponding vertex pair is determined by the vertex index. If not, the corresponding vertex can be determined, for example, as closest in the sense of Euclidean distance, as closest along the surface normal at the vertex location, or using other methods.

対応する各頂点ペア間のユークリッド距離はステップ38で計算され、その距離はステップ40で降順に格納される。そのようなものとして、最大距離を持つ対応する頂点ペアに最高優先度が与えられる。最大距離を持つ対応する頂点ペアはステップ45で選択される。その後、選択された対応する頂点ペアの半径内にあるいずれの対応する頂点ペアも、ステップ48で除去される。これは、図5を参照することで最も良く理解されることができる。図5は、2、3の対応する頂点ペアを重ねた図(overlay)を表し、第1の対象物からの頂点は実線で、第2の対象物からの頂点は点線で描かれる。点A及びBが、最大距離を持つ対応する頂点ペアであると決定されると、選択された対応する頂点ペア間の距離を表す半径Rが決定される。点Aの周りで半径Rの領域内をなぞると、点C及びDが半径R内にある一方で点Eが半径Rの外側にあることがわかる。ステップ48は、点C及びD並びに対応する頂点を、第2の画像化対象物及び対応する頂点ペアリストから除去することになる。除去された点は、変形可能なレジストレーションにおいては使用されない。   The Euclidean distance between each corresponding vertex pair is calculated in step 38 and the distance is stored in descending order in step 40. As such, the highest priority is given to the corresponding vertex pair with the greatest distance. The corresponding vertex pair with the maximum distance is selected at step 45. Thereafter, any corresponding vertex pair that is within the radius of the selected corresponding vertex pair is removed in step 48. This can best be understood with reference to FIG. FIG. 5 shows an overlay of a couple of corresponding vertex pairs, where the vertices from the first object are drawn as solid lines and the vertices from the second object are drawn as dotted lines. If points A and B are determined to be the corresponding vertex pair having the maximum distance, a radius R representing the distance between the selected corresponding vertex pairs is determined. Tracing within the area of radius R around point A shows that points C and D are within radius R while point E is outside radius R. Step 48 will remove points C and D and the corresponding vertices from the second imaging object and the corresponding vertex pair list. The removed points are not used in the deformable registration.

選択された頂点ペアの半径内にある対応する頂点ペアが一旦除外されると、その方法はステップ50へ進み、いずれかの追加的な対応する頂点ペアが頂点ペアリスト内に残っているかどうかが決定される。もしなければ、即ち、すべての対応する頂点ペアが選択されるか、又は除外されるかのいずれかとなっていれば、その方法はステップ60へ進み、変形可能レジストレーションが実行される。対応する頂点ペアリストにおいて対応する頂点ペアが残っていれば、その方法はステップ45に戻り、最大距離を持つ次の対応する頂点ペアで、以前に選択又は除外のいずれもされていないものを決定する。それから、その方法はステップ48へ進み、その新たに選択された対応する頂点ペアの半径内の対応する点が除外される。この処理は、すべての対応する頂点ペアが選択又は除外のいずれかがされるまで繰り返される。   Once the corresponding vertex pair that is within the radius of the selected vertex pair is excluded, the method proceeds to step 50 to determine if any additional corresponding vertex pairs remain in the vertex pair list. It is determined. If not, i.e., if all corresponding vertex pairs are either selected or excluded, the method proceeds to step 60 where deformable registration is performed. If the corresponding vertex pair remains in the corresponding vertex pair list, the method returns to step 45 to determine the next corresponding vertex pair having the maximum distance that has not been previously selected or excluded. To do. The method then proceeds to step 48 where the corresponding points within the radius of the newly selected corresponding vertex pair are excluded. This process is repeated until all corresponding vertex pairs are either selected or excluded.

この処理の結果として、通常は千単位である対応する頂点ペアの数が、約10分の1から100分の1、更にはそれ以上体系的に減らされる。例えば、数千の対応する頂点ペアを持つ生体構造対象物が、50から100の対応する頂点ペアにまで削減されることができる。選択された頂点ペアの数は、対象物の大きさ及び画像間の相対的な幾何学的変化の量を含む多数の要因に応じて変化する。頂点数が少ないことは、画像化される対象物の変形可能なレジストレーションに対する臨床的に受け入れ可能な処理時間を可能にする。その方法は、対象物全体の表面にわたり拡散される頂点を選択することも提供する。これは、対象物のすべての部分が変形可能なレジストレーションで表されることを保証し、結果としてトポログラフィカルエラーを生じさせる場合がある隣接頂点ペアの使用を妨げる。   As a result of this process, the number of corresponding vertex pairs, usually in the thousands, is systematically reduced from about 1/10 to 1/100 and even more. For example, an anatomical object having thousands of corresponding vertex pairs can be reduced to 50 to 100 corresponding vertex pairs. The number of selected vertex pairs will vary depending on a number of factors including the size of the object and the amount of relative geometric change between the images. The low number of vertices allows a clinically acceptable processing time for deformable registration of the object being imaged. The method also provides for selecting vertices that are diffused across the surface of the entire object. This ensures that all parts of the object are represented by deformable registrations and prevents the use of adjacent vertex pairs that may result in topographical errors.

変形可能なレジストレーション方法の別の実施形態において、除外される対応する頂点ペアは、選択された対応する頂点ペアの半径により決定されるのではなく、その代わりに所定の距離に基づかれる。ある実施形態では、その所定の距離は、医師により変化されることができる。ある実施形態では、医師に距離を入力するよう求めるステップが追加されることができる。その後、その方法が実行され、選択された対応する頂点ペアの数が決定される。その後、その方法は、医師に、選択された対応ペアの数が、変形可能レジストレーションを実行前の所望の範囲内にあるかどうかを尋ねる。選択された対応頂点ペアの数が所望の範囲内にない場合、その医師は、所定の距離を変えることができ、その方法が、選択された対応する頂点ペアの新たな数を決定することを可能にする。また、選択された頂点ペアの数は閾値範囲を持つことができる。選択された対応する頂点ペアの数がその閾値範囲内にある場合、その変形可能レジストレーションが実行される。選択された対応する頂点ペアの数がその閾値範囲の外にある場合、選択された対応する頂点ペアの数がその閾値範囲内に含まれるようになるまで、所定の距離が変えられる。   In another embodiment of the deformable registration method, the corresponding vertex pair to be excluded is not determined by the radius of the selected corresponding vertex pair, but instead is based on a predetermined distance. In certain embodiments, the predetermined distance can be changed by a physician. In some embodiments, a step may be added that asks the physician to enter a distance. Thereafter, the method is performed to determine the number of selected corresponding vertex pairs. The method then asks the physician if the selected number of corresponding pairs is within a desired range prior to performing the deformable registration. If the number of selected corresponding vertex pairs is not within the desired range, the physician can change the predetermined distance and the method determines that the new number of selected corresponding vertex pairs is determined. enable. Also, the number of selected vertex pairs can have a threshold range. If the number of corresponding vertex pairs selected is within the threshold range, the deformable registration is performed. If the number of selected corresponding vertex pairs is outside the threshold range, the predetermined distance is changed until the number of selected corresponding vertex pairs falls within the threshold range.

当業者であれば、画像における単一の対象物又は画像における複数の対象物の変形可能なレジストレーションを実行する上述の方法が実現されることができることを理解されるであろう。複数の対象物が画像内にある場合、すべての対象物の頂点は、それぞれの対象物に対して1つの、対応する頂点群(cloud)に結合される。するとその方法は、各対応する頂点群に対して実行される。画像化される対象物は同じ数の頂点を持つ必要がないことにも留意されたい。頂点の量が対応する対象物において同一でない場合、その対応は、より少ない数の頂点を備える対象物に基づき規定されることができる。より大きな頂点数を備える対象物は、除外される余分な頂点、即ち対応する頂点ペアを生じさせないものを持つことになる。   One skilled in the art will appreciate that the above-described method of performing deformable registration of a single object in an image or multiple objects in an image can be realized. When multiple objects are in the image, the vertices of all objects are combined into a corresponding cloud, one for each object. The method is then performed on each corresponding vertex group. Note also that the object being imaged need not have the same number of vertices. If the amount of vertices is not the same in the corresponding object, the correspondence can be defined based on the object with a smaller number of vertices. An object with a larger number of vertices will have extra vertices excluded, i.e. those that do not give rise to corresponding vertex pairs.

本発明は、1つ又は複数の好ましい実施形態を参照して説明されてきた。明らかに、本明細書を読み理解すれば、他者は修正及び変形を思いつくであろう。斯かる修正及び変形はすべて、それらが添付された請求項又はその均等の範囲に含まれる限りにおいて含まれるものと意図される。   The invention has been described with reference to one or more preferred embodiments. Obviously, others will come up with modifications and variations upon reading and understanding this specification. All such modifications and variations are intended to be included so long as they fall within the scope of the appended claims or their equivalents.

第1の画像化される膀胱を三角形表面モデルとして頂点サブセットと共に示す図である。FIG. 5 shows the first imaged bladder as a triangular surface model with vertex subsets. 第2の画像化される膀胱を三角形表面モデルとして頂点サブセットと共に示す図である。FIG. 4 shows a second imaged bladder with a vertex subset as a triangular surface model. 頂点サブセットに基づき、第1及び第2の画像化される膀胱間の対応を示す図である。FIG. 5 shows a correspondence between first and second imaged bladders based on vertex subsets. 対象物の三角形メッシュ頂点の選択されたサブセットに基づき、画像化される対象物のボリュメトリックな変形を計算する例示的な方法フローチャートを示す図である。FIG. 5 shows an exemplary method flow chart for calculating a volumetric deformation of an object to be imaged based on a selected subset of the object's triangular mesh vertices. 対応する頂点ペアの選択されたサブセットを規定する例示的な方法を示す図である。FIG. 6 illustrates an example method for defining a selected subset of corresponding vertex pairs.

Claims (19)

画像化される対象物において変形可能なレジストレーションを実行するため頂点を選択する方法において、
第1及び第2の画像化対象物で複数の頂点の位置を決定するステップと、
第1の画像化対象物からの頂点と第2の画像化対象物からの頂点とをそれぞれが有する、対応する頂点ペアのセットを決定するステップと、
各対応する頂点ペア間の距離を決定するステップと、
前記各対応する頂点ペア間の距離に基づき、前記対応する頂点ペアのセットをソートするステップと、
最大距離を持つ前記対応する頂点ペアを選択するステップと、
前記選択された頂点ペアから選択された距離内にある対応する頂点ペアを除外するステップと、
2番目に大きな距離を持つ前記対応する頂点ペアを選択し、かつ前記新たに選択された頂点ペアから前記選択された距離内にある対応する頂点ペアを除外するステップであって、すべての対応する頂点ペアが選択又は除外のいずれかがされるまで、前記選択ステップ及び前記除外ステップを繰り返すステップとを有する、方法。
In a method for selecting vertices to perform a deformable registration on an object to be imaged,
Determining the positions of a plurality of vertices in the first and second imaging objects;
Determining a set of corresponding vertex pairs, each having a vertex from a first imaging object and a vertex from a second imaging object;
Determining the distance between each corresponding vertex pair;
Sorting the set of corresponding vertex pairs based on the distance between each corresponding vertex pair;
Selecting the corresponding vertex pair having the maximum distance;
Excluding corresponding vertex pairs within a selected distance from the selected vertex pairs;
Selecting the corresponding vertex pair having the second largest distance and excluding corresponding vertex pairs that are within the selected distance from the newly selected vertex pair, all corresponding Repeating the selection step and the exclusion step until a vertex pair is either selected or excluded.
前記選択された距離が、前記選択された頂点ペアの頂点間の距離である、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the selected distance is a distance between vertices of the selected vertex pair. 前記選択された距離が、所定の値である、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the selected distance is a predetermined value. 前記選択された距離が、変化されることができる、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the selected distance can be varied. 選択された対応する頂点ペアの数を決定するステップを更に有する、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, further comprising determining the number of selected corresponding vertex pairs. 前記選択された頂点ペアの数が所定の閾値範囲に含まれない場合、前記選択された距離を修正するステップを更に有する、請求項5に記載の方法。  6. The method of claim 5, further comprising modifying the selected distance if the number of selected vertex pairs is not within a predetermined threshold range. 前記第1の画像化対象物における頂点の数が、前記第2の画像化対象物における頂点の数と等しくない、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the number of vertices in the first imaging object is not equal to the number of vertices in the second imaging object. 前記第1及び第2の画像化対象物のそれぞれが、複数の生体構造対象物を有する、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein each of the first and second imaging objects comprises a plurality of anatomical objects. 前記第1及び第2の画像化対象物における複数の頂点が、三角形表面メッシュから得られる、請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein a plurality of vertices in the first and second imaging objects are obtained from a triangular surface mesh. 画像化対象物上で変形可能なレジストレーションを実行するため頂点を選択する装置であって、
第1及び第2の画像化対象物で複数の頂点の位置を決定する手段と、
第1の画像化対象物からの頂点と第2の画像化対象物からの頂点とをそれぞれが有する、対応する頂点ペアのセットを決定する手段と、
各対応する頂点ペア間の距離に基づき、前記対応する頂点ペアのセットをソートする手段と、
最大距離を持つ前記対応する頂点ペアを選択する手段と、
前記選択された頂点ペアから選択された距離内にある対応する頂点ペアを除外する手段と、
2番目に大きな距離を持つ前記対応する頂点ペアを選択し、かつ前記新たに選択された頂点ペアから前記選択された距離内にある対応する頂点ペアを除外する手段であって、すべての対応する頂点ペアが選択又は除外のいずれかがされるまで、対応する頂点ペアの選択及び除外を繰り返す手段とを有する、装置。
An apparatus for selecting vertices to perform a deformable registration on an imaging object,
Means for determining the positions of a plurality of vertices in the first and second imaging objects;
Means for determining a set of corresponding vertex pairs, each having a vertex from a first imaging object and a vertex from a second imaging object;
Means for sorting the set of corresponding vertex pairs based on the distance between each corresponding vertex pair;
Means for selecting the corresponding vertex pair having the maximum distance;
Means for excluding corresponding vertex pairs that are within a selected distance from the selected vertex pair;
Means for selecting the corresponding vertex pair having the second largest distance and excluding corresponding vertex pairs within the selected distance from the newly selected vertex pair, all corresponding Means for repeating the selection and exclusion of the corresponding vertex pair until either the vertex pair is selected or excluded.
前記選択された距離が、前記選択された頂点ペアの頂点間の距離である、請求項10に記載の装置。  The apparatus of claim 10, wherein the selected distance is a distance between vertices of the selected vertex pair. 前記選択された距離が、所定の値である、請求項10に記載の装置。  The apparatus of claim 10, wherein the selected distance is a predetermined value. 前記選択された距離が、変化されることができる、請求項10に記載の装置。  The apparatus of claim 10, wherein the selected distance can be varied. 選択された対応する頂点ペアの数を決定する手段に有する、請求項10に記載の装置。  11. Apparatus according to claim 10, comprising means for determining the number of selected corresponding vertex pairs. 選択された頂点ペアの数が所定の閾値範囲に含まれない場合、前記選択された距離を修正する手段を更に有する、請求項14に記載の装置。  15. The apparatus of claim 14, further comprising means for modifying the selected distance if the number of selected vertex pairs is not within a predetermined threshold range. 前記第1の画像化対象物における頂点の数が、前記第2の画像化対象物における頂点の数と等しくない、請求項10に記載の装置。  The apparatus of claim 10, wherein the number of vertices in the first imaging object is not equal to the number of vertices in the second imaging object. 前記第1及び第2の画像化対象物のそれぞれが、複数の生体構造対象物を有する、請求項10に記載の装置。  The apparatus of claim 10, wherein each of the first and second imaging objects has a plurality of anatomical objects. 前記第1及び第2の画像化対象物における複数の頂点が、三角形表面メッシュから得られる、請求項10に記載の装置。The apparatus of claim 10 , wherein a plurality of vertices in the first and second imaging objects are obtained from a triangular surface mesh. 画像化される対象物において変形可能なレジストレーションを実行する方法において、
第1及び第2の画像化対象物で複数の頂点の位置を決定するステップと、
第1の画像化対象物からの頂点と第2の画像化対象物からの頂点とをそれぞれが有する、対応する頂点ペアのセットを決定するステップと、
各対応する頂点ペア間の距離を決定するステップと、
前記各対応する頂点ペア間の距離に基づき、前記対応する頂点ペアのセットをソートするステップと、
最大距離を持つ前記対応する頂点ペアを選択するステップと、
前記選択された頂点ペアから選択された距離内にある対応する頂点ペアを除外するステップと、
2番目に大きな距離を持つ前記対応する頂点ペアを選択し、かつ前記新たに選択された頂点ペアから前記選択された距離内にある対応する頂点ペアを除外するステップであって、すべての対応する頂点ペアが選択又は除外のいずれかがされるまで、前記選択ステップ及び前記除外ステップを繰り返すステップと、
前記画像化対象物に関する変形可能なレジストレーションを実行するため前記選択された対応する頂点ペアを用いるステップとを有する、方法。
In a method for performing a deformable registration on an object to be imaged,
Determining the positions of a plurality of vertices in the first and second imaging objects;
Determining a set of corresponding vertex pairs, each having a vertex from a first imaging object and a vertex from a second imaging object;
Determining the distance between each corresponding vertex pair;
Sorting the set of corresponding vertex pairs based on the distance between each corresponding vertex pair;
Selecting the corresponding vertex pair having the maximum distance;
Excluding corresponding vertex pairs within a selected distance from the selected vertex pairs;
Selecting the corresponding vertex pair having the second largest distance and excluding corresponding vertex pairs that are within the selected distance from the newly selected vertex pair, all corresponding Repeating the selection step and the exclusion step until a vertex pair is either selected or excluded;
Using the selected corresponding vertex pair to perform deformable registration on the imaging object.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9757588B2 (en) 2006-05-11 2017-09-12 Koninklijke Philips N.V. Deformable registration of images for image guided radiation therapy
JP5767242B2 (en) * 2009-12-16 2015-08-19 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Processing method and image processing apparatus
WO2012114239A1 (en) 2011-02-23 2012-08-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Automatic projection of landmarks to generate additional correspondences in image registration
CN103443824B (en) 2011-03-15 2016-11-16 皇家飞利浦有限公司 System, method and apparatus for visual image registration mapping
WO2012172454A1 (en) 2011-06-16 2012-12-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Hybrid point-based registration
US9654173B2 (en) 2014-11-20 2017-05-16 At&T Intellectual Property I, L.P. Apparatus for powering a communication device and methods thereof
US10650940B2 (en) 2015-05-15 2020-05-12 At&T Intellectual Property I, L.P. Transmission medium having a conductive material and methods for use therewith
CN110547766B (en) * 2019-08-22 2023-04-28 苏州佳世达光电有限公司 Operation method of mouth sweeping machine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5689577A (en) * 1994-10-14 1997-11-18 Picker International, Inc. Procedure for the simplification of triangular surface meshes for more efficient processing
US5886702A (en) 1996-10-16 1999-03-23 Real-Time Geometry Corporation System and method for computer modeling of 3D objects or surfaces by mesh constructions having optimal quality characteristics and dynamic resolution capabilities
US6106466A (en) 1997-04-24 2000-08-22 University Of Washington Automated delineation of heart contours from images using reconstruction-based modeling
US6301496B1 (en) * 1998-07-24 2001-10-09 Biosense, Inc. Vector mapping of three-dimensionally reconstructed intrabody organs and method of display
US6633686B1 (en) * 1998-11-05 2003-10-14 Washington University Method and apparatus for image registration using large deformation diffeomorphisms on a sphere
DE19916978C1 (en) * 1999-04-15 2001-04-26 Bock Orthopaed Ind Body area measurement method
JP4159226B2 (en) * 2000-03-21 2008-10-01 住友重機械工業株式会社 Affected part tracking method and apparatus, and radiation irradiation method and apparatus using the same, and radiation treatment apparatus
JP2004518473A (en) * 2001-01-30 2004-06-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Image processing method for displaying an image sequence of a 3D object to be deformed with an indication of the motion of a wall of the object
JP2002298141A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Nec Corp Pattern collating device, pattern collating method thereof, and pattern collating program
JP3903783B2 (en) * 2001-12-14 2007-04-11 日本電気株式会社 Face metadata generation method and apparatus, and face similarity calculation method and apparatus
US6937751B2 (en) * 2003-07-30 2005-08-30 Radiological Imaging Technology, Inc. System and method for aligning images
JP4356831B2 (en) * 2003-08-28 2009-11-04 株式会社Aze Non-rigid registration method between multiple images
US7379598B2 (en) * 2003-08-29 2008-05-27 The Johns Hopkins University Distance sorting algorithm for matching patterns
FR2875146B1 (en) * 2004-09-15 2007-09-07 Degremont Sa EFFLUENT TREATMENT PLANT, AND CLARIFICATION AND FILTRATION METHOD USING THE SAME

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